سازوکار آنتیکیترا؛ کامپیوتر 2,000 ساله چگونه کار می‌کرد؟

اگر شما عبارت «کامپیوتر 2,000 ساله» را جست‌وجو کنید، به توده‌ای برنز خورده‌شده در آتن می‌رسید. سازوکار آنتیکیترا دستگاهی دستی است که در جهان هلنیستی ساخته شد. چرخ‌دنده‌های آن رویدادهای آسمانی را محاسبه می‌کردند. این دستگاه را قدیمی‌ترین ماشین‌حساب مکانیکی شناخته‌شده می‌دانند. این راهنما به پرسش‌هایی پاسخ می‌دهد که مردم واقعاً در گوگل جست‌وجو می‌کنند: چه کاربردی داشت، چند سال قدمت دارد، کجا پیدا شد و امروز کجاست.

سازوکار آنتیکیترا چه کاربردی داشت؟

این دستگاه آسمان را مدل‌سازی می‌کرد. شما آن را با دست می‌چرخاندید و چرخ‌دنده‌های داخلش حرکت را به عقربه‌های صفحه‌های جلو و پشت منتقل می‌کردند. این عقربه‌ها چرخه‌های نجومی را نشان می‌دادند.

دو صفحه در پشت دستگاه کاربرد آن را روشن می‌کنند. صفحه بالایی چرخه متونی را دنبال می‌کرد؛ چرخه‌ای که در آن 19 سال تقریباً برابر با 235 ماه قمری است. مسیر این صفحه مارپیچی با پنج دور بود. صفحه پایینی چرخه 223 ماه قمری ساروس برای گرفت‌ها را روی مارپیچی چهار دوری دنبال می‌کرد.

روی صفحه ساروس نشانه‌هایی وجود داشت. این نشانه‌ها به کاربر می‌گفتند گرفت احتمالی خورشیدگرفتگی است یا ماه‌گرفتگی و ساعت پیش‌بینی‌شده آن را نشان می‌دادند. صفحه‌ای کمکی به نام اکسلیگموس از دوره‌ای حدود 54 ساله، برابر با سه چرخه ساروس، برای اصلاح ساعت این گرفت‌ها استفاده می‌کرد. هدف دستگاه پیش‌بینی بود، نه تزیین.

سازوکار آنتیکیترا چند سال قدمت دارد؟

وزارت فرهنگ یونان زمان ساخت سازوکار را حدود 150–100 پیش از میلاد می‌داند. اگر شما تا سال 2026 حساب کنید، به قدمتی حدود 2,125 تا 2,175 سال می‌رسید. عنوان «کامپیوتر 2,000 ساله» قدمت آن را بیش از یک قرن کمتر نشان می‌دهد.

کشتی حامل آن بعدها غرق شد. مؤسسه مطالعات جهان باستان دانشگاه نیویورک زمان غرق‌شدن کشتی در آب‌های نزدیک آنتیکیترا را اندکی پس از 70 پیش از میلاد می‌داند. پس دستگاه هنگام فرورفتن به بستر دریا، از قبل چند دهه عمر داشت.

سازوکار آنتیکیترا کجا پیدا شد؟

آنتیکیترا جزیره‌ای یونانی میان کرت و پلوپونز است. لاشه کشتی در سال 1900 کشف شد. در سال 1901 غواصان یونانی صید اسفنج قطعات سازوکار را از دریا بیرون آوردند.

سازوکار آنتیکیترا الان کجاست؟

قطعات اصلی در موزه ملی باستان‌شناسی آتن نگهداری می‌شوند. شماره ثبت آن X 15087 است. از دستگاه 82 قطعه و 30 چرخ‌دنده برنزی باقی مانده است. اگر شما به موزه می‌روید، انتظار دیدن دستگاهی کامل را نداشته باشید. قطعاتی خورده‌شده می‌بینید که دندانه‌های چرخ‌دنده و رد نوشته‌ها روی آن‌ها باقی مانده است.

اندازه اصلی دستگاه قطعی نیست. وزارت فرهنگ یونان ابعاد جعبه چوبی آن را حدود 33 × 18 × 10 سانتی‌متر برآورد می‌کند. سطحی که روی میز اشغال می‌کرد تقریباً به اندازه یک کتاب جلدسخت بود؛ بنابراین به‌راحتی روی میز جا می‌گرفت.

چرخ‌دنده‌ها چگونه کار می‌کردند؟

ریاضیات دستگاه در تعداد دندانه‌ها نهفته بود. دیومیدیس اسپینلیس جفت چرخ‌دنده b2–c1 را توضیح می‌دهد: یکی 64 دندانه دارد و دیگری 38 دندانه. نسبت آن‌ها مبنای محاسبه مکانیکی است. دوچرخه هم به همین شکل کار می‌کند. وقتی یک طبق بزرگ، خودرو کوچک عقب را می‌چرخاند، چرخ دوچرخه سریع‌تر از سرعت رکاب‌زدن شما می‌گردد. سازندگان آنتیکیترا چنین نسبت‌هایی را به هم پیوند دادند تا یک حرکت ورودی را به چندین خروجی نجومی تبدیل کنند.

ماه دشوارترین بخش بود. سرعت ظاهری حرکت آن در آسمان تغییر می‌کند. سازوکار این تغییر را با اتصال پین و شیار میان دو چرخ‌دنده مدل‌سازی می‌کرد که مرکزهایشان نسبت به هم جابه‌جا بود. یکی از چرخ‌دنده‌ها در هر دور تند و کند می‌شد و حرکت نایکنواخت ماه را بازآفرینی می‌کرد.

بخش بزرگی از این جزئیات تا همین اواخر دیده نمی‌شد. در سال 2005، توموگرافی کامپیوتری با پرتو ایکس میکروفوکوس و تصویربرداری سطحی به پژوهشگران امکان داد چرخ‌دنده‌های مدفون در لایه‌های خوردگی و کتیبه‌های پنهان از دید را بررسی کنند.

خط زمانی

1. 150–100 پیش از میلاد: بازه احتمالی ساخت سازوکار به روایت وزارت فرهنگ یونان.
2. اندکی پس از 70 پیش از میلاد: زمان احتمالی غرق‌شدن کشتی حامل دستگاه، به روایت مؤسسه مطالعات جهان باستان دانشگاه نیویورک، NYU ISAW.
3. 1900 کشف لاشه کشتی آنتیکیترا.
4. 1901 بیرون‌آوردن سازوکار از دریا.
5. 1979 درک د سولا پرایس یک نمونه بازسازی‌شده را به اسمیتسونین اهدا می‌کند.
6. 2005 بررسی قطعات با توموگرافی کامپیوتری و تصویربرداری پیشرفته سطحی.
7. 2008 انتشار پژوهشی درباره نام‌های کورنتی ماه‌ها و صفحه چرخه چهار ساله بازی‌ها.
8. 2020 انتشار تفسیری که حلقه تقویم جلویی را تقویم قمری 354 روزه می‌داند.
9. 2021 گروه UCL مدل کیهان خود را برای نمایشگر سیاره‌ای جلوی دستگاه منتشر می‌کند.
10. 2022 نیک آندرونیس ساخت یک نمونه برنزی فعال را به پایان می‌رساند.
11. 2024 تحلیل دانشگاه گلاسگو از حلقه تقویم، شمار 354 یا 355 سوراخ را تأیید می‌کند.

جزئیاتی که در کتاب‌های راهنما پیدا نمی‌کنید

دستگاه راهنمای استفاده داشت. روی صفحه‌های فلزی محافظ آن، دستور استفاده به زبان یونانی باستان نوشته شده بود.

کاربرد یک صفحه کوچک سال‌ها اشتباه فهمیده می‌شد. پژوهشگران تصور می‌کردند چرخه 76 ساله کالیپی را نشان می‌دهد. پژوهش سال 2008 نشان داد که این صفحه چرخه چهار ساله بازی‌های المپیک و بازی‌های پان‌هلنی مرتبط با آن را دنبال می‌کرد.

تقویم سرنخی از یک شهر می‌دهد. پژوهش سال 2008 نام هر 12 ماه تقویم متونی را خواند و ریشه آن‌ها را کورنتی تشخیص داد.

کتیبه‌های پوشش دستگاه دوره‌های سیاره‌ای را فهرست می‌کنند. در آن‌ها چرخه‌ای 462 ساله برای زهره و چرخه‌ای 442 ساله برای زحل آمده است.

نوشته‌ها بسیار ریزند. یک پژوهش تصویربرداری در سال 2018 نشان داد که میانگین ارتفاع حروف فقط 1.6 میلی‌متر است.

پژوهشگران هنوز بر سر چه چیزهایی اختلاف دارند؟

بیشتر بخش جلویی دستگاه از بین رفته است. در سال 2021 گروهی از کالج دانشگاهی لندن، UCL، مدل کیهان را برای بازسازی نمایشگر سیاره‌ای ازدست‌رفته پیشنهاد کرد. در همان اطلاعیه آمده است که هنوز باید نشان داده شود ساخت این مدل با فنون باستانی امکان‌پذیر بوده است. شما آن را پیشنهادی قوی بدانید، نه واقعیتی قطعی.

محل ساخت همچنان مشخص نیست. احتمال ارتباط با رودس و هیپارخوس، اخترشناس، مطرح شده است. نام‌های کورنتی ماه‌ها، کورنت یا مستعمره‌ای کورنتی مانند سیراکوز را به گزینه‌ای دیگر تبدیل می‌کنند.

درباره حلقه تقویم جلویی اختلاف نظر وجود دارد. برداشت سنتی آن را تقویم مدنی 365 روزه مصری می‌دانست. پژوهشی در سال 2020 آن را به‌عنوان تقویم قمری 354 روزه بازتفسیر کرد. تحلیلی از دانشگاه گلاسگو در سال 2024 از شمار 354 یا 355 سوراخ پشتیبانی می‌کند.

نمونه‌های بازسازی‌شده و مدل‌های فعال سازوکار آنتیکیترا

بازسازی‌های فیزیکی دستگاه چندین دهه سابقه دارند. نمونه موجود در موزه ملی تاریخ آمریکا در مؤسسه اسمیتسونین را درک د سولا پرایس در سال 1979 به موزه اهدا کرد.

یکی از مدل‌های فعال جدید از برنز ساخته شده است. نیک آندرونیس، مهندس، ساخت نسخه برنزی فعال را در سال 2022 به پایان رساند. این نمونه از 2 فوریه تا 2 اوت 2024 در موزه استرالیای غربی به نمایش درآمد.

همه پروژه‌ها به مرحله ساخت نرسیدند. یک پروژه دانشجویی UCL در سال 2020 نمونه‌ای با مقیاس 1:1 را در Catia V5 طراحی کرد. قرار بود آن را با چاپ سه‌بعدی و برش لیزری بسازند. پوستر پروژه توضیح می‌دهد که همه‌گیری در آن مرحله مانع ساخت شد.

تصاویر و بحث‌های آنلاین

اگر شما از یک بحث ردیت یا جست‌وجوی تصویر به این موضوع رسیده‌اید، بررسی کنید عکس چه چیزی را نشان می‌دهد. بسیاری از تصاویر اینترنتی متعلق به نمونه‌های بازسازی‌شده‌اند، نه اصل دستگاه. بایگانی نمایشگاه موزه استرالیای غربی، تصاویر جلو و پشت نمونه‌های بازسازی‌شده آندرونیس را در کنار عکسی از 82 قطعه اصلی منتشر کرده است. با مقایسه این دو، تفاوت در یک نگاه روشن می‌شود.

پرسش‌های متداول

منابع

1. سیراداکیس و ادموندز، Nature Astronomy، 2018 nature.com
2. وزارت فرهنگ یونان — سازوکار آنتیکیترا olympicgames.culture.gov.gr
3. بازگشت به آنتیکیترا — سازوکار آنتیکیترا antikythera.org.gr
4. ویکی‌پدیای ترکی — سازوکار آنتیکیترا tr.wikipedia.org
5. دانشگاه نیویورک، مؤسسه مطالعات جهان باستان — سازوکار آنتیکیترا isaw.nyu.edu
6. اخبار UCL — متخصصان کیهانی مکانیکی را برای نخستین کامپیوتر جهان بازسازی می‌کنند، 2021 ucl.ac.uk
7. دیومیدیس اسپینلیس — سازوکار آنتیکیترا: نگاهی از منظر علوم کامپیوتر، IEEE Computer، 2008 www2.dmst.aueb.gr
8. فریت و همکاران — تقویم‌ها با نمایش المپیاد و پیش‌بینی گرفت در سازوکار آنتیکیترا، 2008 pubmed.ncbi.nlm.nih.gov
9. تونی فریت — بازنگری در طرح پیش‌بینی گرفت در سازوکار آنتیکیترا، 2019 nature.com
10. بازسازی بهبودیافته بزرگ‌ترین قطعه سازوکار آنتیکیترا با توموگرافی کامپیوتری پرتو ایکس، 2018 pmc.ncbi.nlm.nih.gov
11. UCL Discovery — مدلی از کیهان در سازوکار آنتیکیترا از یونان باستان، 2021 discovery.ucl.ac.uk
12. اداره ثبت اختراع و علائم تجاری آلمان — سازوکار آنتیکیترا dpma.de
13. دانشگاه گلاسگو — پژوهشگران امواج گرانشی بر معمای سازوکار آنتیکیترا نوری تازه می‌تابانند، 2024 webvhpool.gla.ac.uk
14. موزه ملی تاریخ آمریکا در مؤسسه اسمیتسونین — سازوکار آنتیکیترا، نمونه بازسازی‌شده americanhistory.si.edu
15. موزه استرالیای غربی — بازسازی سازوکار آنتیکیترا visit.museum.wa.gov.au
16. انجمن سلطنتی نجوم — گیزیگر و بادر، ساخت سازوکار آنتیکیترا، پوستر ras.ac.uk
17. سازوکار آنتیکیترا — بازسازی ما، صفحه سازنده antikytheramechanism.co.uk

Image: NAMA Machine d’Anticythère 1.jpg — No machine-readable author provided. Marsyas assumed (based , CC BY 2.5